FR2468434A1 - Procede d'usinage electrolytique, installation permettant la mise en oeuvre de ce procede et installation d'usinage electrolytique - Google Patents

Abstract

Procédé d'usinage électrochimique au moyen d'une électrode alimentée en courant continu et travaillant dans un entrefer réglable et rempli d'électrolyte. Dans ce procédé lorsqu'il se produit des courts-circuits avec formation d'un arc entre l'électrode d'unsinage et la pièce à usiner, l'électrode d'usinage est continuellement déplacée au moyen de son moteur d'entraînement en direction de la surface de la pièce à usiner, l'entrefer de travail est continuellement alimenté avec le courant continu de travail et une source de courant auxiliaire est connectée à l'entrefer de travail, source qui fait passer à travers l'entrefer de travail, à l'encontre du sens de passage du courant continu de travail, un courant continu auxiliaire de durée limitée. Application à l'usinage électrolytique de pièces métalliques dans le cas de courts circuits avec ou sans formation d'arc.

Description

La présente invention concerne un procédé d'usinage élec-

trochimique d'une pièce métallique, une installation permet-

tant la mise en oeuvre de ce procédé et une installation d'

usinage électrochimique d'une pièce métallique.

On connait déjà une installation d'usinage électrochimi-

que du type auquel se rapporte l'invention (cf brevet britan-

nique 944 613) dans laquelle, en cas de court-circuit entre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner, l'alimentation de l'entrefer de travail avec le courant continu de travail est interrompue, tandis que l'électrode d'usinage est ramenée, au moyen de son moteur d'entraînement, à une position de court-circuit. Le rinçage de l'entrefer de travail avec 1'

électrolyte liquide est ainsi intensifié et la cause du court-

circuit est éliminée. Ensuite, l'électrode d'usinage est de nouveau avancée au moyen de son moteur d'entraînement jusqu'à

sa position d'usinage initiale et le processus de travail re-

prend par rebranchement de la source de courant continu.

Pour tenir compte de l'énergie électrique accumulée élec-

triquement et/ou magnétiquement dans le circuit de travail de

l'installation d'usinage, énergie qui, en dépit du débranche-

ment de la source de courant de travail en cas de court-

circuit, peut conduire à des destructions ou à des endommage-

ments dans l'entrefer de travail, il est connu (cf brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 779 888) de brancher, en parallèle avec l'entrefer de travail de l'installation, un ou plusieurs

commutateurs électriques eux-mêmes montés en parallèle, com-

mutateurs qui, en cas de court-circuit, actionnés par le dé-

tecteur de court-circuit, ferment un circuit de décharge. La

résistance interne de ce circuit de décharge est choisie pe-

tite par rapport à la résistance interne du circuit de tra-

vail, de sorte que l'énergie magnétique ou électrique accumu-

lée dans le circuit de travail peut être dissipée par l'inter-

médiaire du circuit de décharge.

Il est également connu (cf brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique 3 617 680) de prévoir en parallèle avec l'entrefer de travail et en parallèle avec la source de courant continu, outre le circuit de décharge précité contenant le dispositif

de commutation intervenant en cas de court-circuit, pour amé-

liorer la déviation du courant de court-circuit sur le circuit de décharge, un second circuit, auxiliaire, qui contient une

source de courant réalisée sous la forme d'un condensateur.

Cette source de courant est branchée, au moyen d'un transfor-

mateur, dans le second circuit, auxiliaire, et est coupée en cas de courtcircuit au moyen d'un commutateur à thyristor.

De cette manière, une tension auxiliaire pulsatoire décrois-

sant en fonction du temps est établie dans le second circuit auxiliaire, est appliquée à l'entrefer de travail et dévie

le courant de court-circuit sur le circuit de décharge bran-

ché en parallèle.

Ces installations présentent cet inconvénient que, lors de courtscircuits, des imprécisions d'usinage se produisent sur la pièce a usiner. Ces imprécisions apparaissent par exemple sous la forme d'irrégularités ondulatoires dans une

surface plane. Ces irrégularités sont à attribuer à des impré-

cisions de remise en position de l'électrode d'usinage qui,

en cas de court-circuit, est ramenée de sa position de tra-

vail à une position de court-circuit et, après élimination

de la cause du court-circuit, en vue de la reprise du proces-

sus d'usinage, est de nouveau avancée jusqu'à la position d' usinage, ces imprécisions de remise en position étant dues à leur tour à des défauts de positionnement du dispositif de

mise en position qui déplace l'électrode d'usinage. On ne par-

vient pas, en cas de court-circuit, à reproduire exactement

la position d'usinage initiale de l'électrode d'usinage.

Jusqu'à présent, on n'a accordé que peu d'attention à de tels défauts d'usinage. L'invention a pour objet de réduire

les défauts d'usinage qui se produisent en cas de court-

circuit et d'amoidrir la perte de temps qui se produit sous forme de temps morts dans l'usinage pour la correction de la

position de l'électrode.

A cet effet, l'invention propose un procédé d'usinage

électrochimique d'une pièce métallique par plongée électroly-

tique d'une électrode d'usinage dans la pièce à usiner concur-

remment à l'application d'une tension continue à partir d'une source de courant continu à un entrefer de travail délimité par la pièce à usiner et l'électrode d'usinage et rempli d'un

électrolyte liquide, procédé dans lequel l'électrode d'usina-

ge est appliquée au moyen d'un moteur d'entraînement contre la surface de la pièce à usiner à partir de laquelle de la matière est enlevée électrolytiquement sous l'influence d'un courant continu de travail, et dans lequel le courant continu

de travail, en cas de court-circuit électrique entre l'élec-

trode d'usinage et la pièce à usiner, court-circuit qui est décelé au moyen d'un dispositif de détection, est ajusté dans le sens d'une réduction au minimum des endommagements

dus au court-circuit dans l'entrefer de travail, ledit procé-

dé étant caractérisé en ce que, lorsqu'il se produit des courts-circuits avec formation d'un arc entre l'électrode d'

usinage et la pièce à usiner, l'électrode d'usinage est conti-

nuellement déplacée au moyen de son moteur d'entraînement en direction de la surface de la pièce à usiner, l'entrefer de travail est continuellement alimenté avec le courant continu de travail et une source de courant auxiliaire est connectée à l'entrefer de travail, source qui fait passer à travers 1'

entrefer de travail, à l'encontre du sens de passage du cou-

rant continu de travail, un courant continu auxiliaire de du-

rée limitée.

En utilisant le procédé suivant l'invention, on peut évi-

ter l'interruption de longue durée du processus de travail lors de l'apparition de courts-circuits avec formation d'un arc, grâce au fait que, lors de l'apparition d'un tel arc, un courant auxiliaire est envoyé à travers l'entrefer de travail à l'encontre du sens de passage du courant continu de travail, courant auxiliaire qui éteint l'arc produit. L'endommagement de la pièce à usiner ou de l'électrode d'usinage par l'arc est ainsi évité ainsi que l'interruption du processus de travail par coupure de l'alimentation en courant continu et recul de

l'électrode d'usinage à une position de court-circuit.

En effet, des expériences pratiques ont montré qu'une grande partie des courts-circuits qui se produisent lors de l'exploitation effective, s'accompagnent de la formation d'un

arc qui séjourne dans l'entrefer de travail de l'installation.

Lors de l'apparition d'un ou plusieurs arcs dans l'entrefer de travail, il suffit d'éteindre cet arc ou ces arcs et de

poursuivre le processus de travail sans être gêné par eux.

Dans ce contexte, il est avantageux d'envoyer sur l'entrefer de travail à plusieurs reprises le courant continu auxiliaire

246843-4

d'extinction de l'arc ou des arcs si ceux-ci continuent de jaillir. Lorsque se produisent des courts-circuits "saturés",

c'est-à-dire des courts-circuits avec contact métallique en-

tre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner, on peut, dans

le procédé suivant l'invention, procéder de la manière usuel-

le, c'est-à-dire en interrompant le processus de travail par recul de l'électrode-d'usinage et coupure de l'alimentation en

courant continu.

Il est avéré qu'une grande partie des courts-circuits se produisant dans la pratique s'accompagnent de la formation d' un arc entre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner. En

utilisant le procédé suivant l'invention, il est par consé-

quent possible de réduire l'influence de ces cas de perturba-

tion sur la précision d'usinage de la pièce à usiner.

Selon un perfectionnement, l'invention propose un procé-

dé de ce type dans lequel, lors de l'apparition de courts-

circuits qui ne forment pas d'arc, l'alimentation en courant continu de l'entrefer de travail à partir de la source de courant continu est interrompueet l'électrode d'usinage est déplacée au moyen de son moteur d'entraînement, concurremment à l'agrandissement de l'entrefer de travail par inversion du sens d'avance du mécanisme d'entraînement de l'électrode, et dans lequel, après la coupure de l'alimentation en courant continu de l'entrefer de travail, un courant de court-circuit limité temporellement passe à travers l'entrefer de travail,

ledit procédé étant caractérisé en ce que, en cas de court-

circuit sans arc, une source de courant continu auxiliaire est connectée à l'entrefer de travail, source qui fait passer à

travers l'entrefer de travail, à l'encontre du sens de passa-

ge du courant continu de travail, un courant continu auxiliai-

re de durée limitée pour compenser en totalité, ou tout au

moins en partie, le courant de court-circuit.

Avec cette façon de procéder, les courants de court-

circuit présents lorsqu'il se produit des courts-circuits "saturés" sont compensés, ou tout au moins réduits dans une

mesure telle que des endommagements sont évités.

Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il est proposé une installation constituée par un dispositif d' usinage électrolytique, comportant une pièce à usiner, une électrode d'usinage applicable contre la pièce à usiner au

moyen d'un moteur d'entraînement, une source de courant con-

tinu connectée à l'entrefer formé par la pièce à usiner et l'électrode d'usinage et rempli d'un électrolyte liquide, une

source de courant auxiliaire qui peut être connectée à l'en-

trefer de travail pour engendrer un courant continu auxiliai-

re de durée limitée et un détecteur pour déceler le court-

circuit dans l'entrefer de travail, installation dans laquel-

le le signal de sortie du détecteur met en circuit la source

de courant continu auxiliaire, qui fait passer à travers l'en-

trefer, à l'encontre du sens de passage du courant continu de travail,

un courant continu auxiliaire de durée limitée, ladite instal-

lation étant caractérisée en ce que le détecteur est agencé de manière à être sélectivement sensible à des processus de

court-circuit se déroulant avec formation d'un arc.

A cet effet, le détecteur peut être, par exemple photo-

électriquement actif, ou bien être capable d'indiquer des os-

cillations HF qui se produisent conjointement avec la forma-

tion d'un arc.

Selon un perfectionnement, il est proposé, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention une installation de ce type, caractérisée en ce qu'en plus du détecteur répondant

sélectivement à des processus de court-circuit qui s'accom-

pagnent de la formation d'un arc, un second détecteur qui

répond sélectivement à des processus de court-circuit se dé-

roulant sans arc, et en ce que le signal de sortie du second détecteur sert à couper la source de courant continu et à

inverser le sens de fonctionnement du moteur d'entraînement.

Il est en outre proposé de réaliser cette disposition de telle manière que le signal de sortie du second détecteur serve à la mise en circuit d'une source de courant auxiliaire pouvant être branchée en parallèle avec l'entrefer de travail, source qui fait passer à travers l'entrefer de travail, à 1' encontre du sens de passage du courant continu de travail, un

courant continu auxiliaire de durée limitée.

La disposition peut être réalisée de telle manière que l'intensité et/ou la durée du courant continu auxiliaire soient adaptables automatiquement, au moyen d'un dispositif de commande, aux conditions particulières qu'on s'attend à

voir régner dans l'entrefer de travail.

On utilise alors avantageusement un mode de réalisation

dans lequel la source de courant continu auxiliaire est cons-

tituée par plusieurs condensateurs pouvant être branchés en parallèle par l'intermédiaire de commutateurs et pouvant être chargés au moyen d'un dispositif de charge. Les condensateurs peuvent être disposés dans des circuits de décharge présentant des constantes de temps de décharge différentes, de sorte que, selon les besoins, les condensateurs individuels peuvent être utilisés, soit séparément, comme sources de courant pour la génération de courants auxiliaires de différentes durées, soit

par superposition de leurs charges pour la génération de cou-

rants continus auxiliaires présentant des durées, des formes

et des intensités différentes.

Dans ce contexte, la forme de chaque courant continu au-

xiliaire doit être adaptée à l'allure et à la durée du courant de courtcircuit qu'on peut s'attendre à voir apparaître dans l'entrefer de travail. L'allure et la durée de chaque courant

de court-circuit peuvent être déterminées au moins approxima-

tivement d'après le montage du dispositif correspondant d'ali-

mentation en courant continu de l'entrefer de travail et d' après l'instant auquel le court-circuit se produit, de sorte qu'on peut choisir d'une manière correspondante la forme ou

la durée et l'intensité du courant continu auxiliaire.

Enfin, suivant un développement et un perfectionnement de

l'invention, il est proposé une installation d'usinage élec-

trolytique comportant une électrode d'usinage qui peut être

amenée contre la pièce à usiner au moyen d'un moteur de ré-

glage, un entrefer de travail délimité par l'électrode d'usi-

nage et la pièce à usiner, une source de courant continu qui peut être connectée à l'entrefer de travail, un dispositif de détection qui peut être également connecté à l'entrefer de

travail pour déceler des courts-circuits et des moyens de com-

mutation qui peuvent être actionnés par le dispositif de dé-

tection pour mettre en service la source de courant continu et le moteur de réglage, installation dans laquelle il est

prévu en parallèle avec l'entrefer de travail un unique cir-

cuit de décharge contenant des moyens de commutation qui, en cas de courtcircuit, ferment le circuit de décharge par 1'

intermédiaire du dispositif de détection, la dite installa-

tion étant caractérisée en ce que le circuit de décharge con-

tient une source de courant continu auxiliaire qui engendre un courant continu pulsatoire de durée limitée. L'installation est avantageusement dimensionnée de telle manière que la sourcede courant continu auxiliaire prévue, qui est également connectée aux bornes de la source de courant

continu principale reçoive, en cas de court-circuit, le cou-

rant de court-circuit du circuit de travail et protège ainsi

l'électrode d'usinage et/ou la pièce à usiner contre des en-

dommagements. La disposition proposée offre cet avantage qu'elle pèrmet

de se passer de circuits de courant continu auxiliaires spé-

ciaux pour dévier le courant de court-circuit, à partir de l'entrefer de travail, sur le circuit de décharge tandis que, malgré la très faible résistance régnant dans le circuit de courant continu de travail en cas de court-circuit, il se

produit une décharge de l'entrefer de travail.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des-

cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux

formes d'exécution.

Sur ces dessins

- la figure 1 est destinée à faciliter la description

d'une installation permettant la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, et

- la figure 2 est destinée à faciliter la description

d'une installation permettant la mise en oeuvre du procédé

suivant la revendication 2.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un réseau tripha-

sé à 50 Hz qui alimente un régulateur de courant triphasé 2.

Le régulateur de courant triphasé 2 est constitué, d'une ma-

nière connue en soi, par des commutateurs à thyristor 3 montés

en anti-parallèle, dont le temps d'ouverture peut être comman-

dé par des impulsions de commande, par l'intermédiaire de con-

ducteurs de commande 4, à partir d'un appareil de commande 5.

Au moyen du régulateur de courant triphasé 2, un courant tri-

phasé, appliqué aux enroulements primaires d'un transformateur

24684'34

de puissance à courant triphasé 6, est réglable. Au moyen du dispositif de commande 5, on peut couper le passage de

courant à travers le régulateur de courant triphasé 2.

A la suite du transformateur 6 est monté un redresseur en pont 7, dont la tension de sortie est transmise à un ré-

seau de courant continu 9 contenant une bobine de filtrage 8.

La tension du réseau 9 est appliquée, au moyen de conducteurs

de mesure 10, à l'entrée d'un amplificateur régulateur auto-

matique de niveau 11, dont le signal de sortie est transmis,

par l'intermédiaire d'un conducteur 12, à l'appareil de com-

mande 5. Le réglage de l'appareil de commande 5 s'effectue de telle manière que la tension du réseau 9 soit maintenue

constante dans des conditions de fonctionnement de régime per-

manent. Le courant pouvant être prélevé sur le réseau 9 at-

teint par exemple 12 000 A sous une tension de 12 V.

La référence 13 désigne le bottier d'un dispositif d'usi-

nage électrolytique, qui sert à usiner une pièce métallique 14 dans un dispositif de serrage 15, il s'agit par exemple d'une aube de turbine à former électrolytiquement. La référence 16 désigne une électrode d'usinage de forme correspondante qui,

au moyen d'un moteur de réglage hydraulique 17, peut être ap-

pliquée contre la surface de la-pièce à usiner 14. La pièce à usiner et l'électrode d'usinage forment un étroit entrefer de travail 18, qui est rempli d'un électrolyte liquide 19. Le

rinçage de l'entrefer de travail 18 s'effectue par l'intermé-

diaire d'une conduite tubulaire 20, qui débouche dans l'entre-

fer de travail et qui est alimentée avec l'électrolyte liquide

19 par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage (non repré-

senté). La pièce.à usiner 14 et l'électrode d'usinage 16 sont

disposées dans un récipient 13 rempli d'électrolyte. Toute-

fois, la disposition peut également être réalisée d'une maniè-

re selon laquelle le système "électrode d'usinage 16 - pièce

à usiner 14 - entrefer de travail 18" est fermé vers l'exté-

rieur de façon étanche à la pression et est alimenté sous

pression avec l'électrolyte liquide.

La pièce à usiner 14 et l'électrode d'usinage 16 sont connectées au réseau de courant continu 9,de sorte qu'il passe,

à travers l'entrefer de travail 18, un courant continu de tra-

vail électrolytique et que de la matière est enlevée à la piè-

ce à usiner 14. Le formage de la pièce à usiner 14 s'effectue par plongée de l'électrode d'usinage 16, au moyen du moteur d'entraînement 17, dans la surface de ladite pièce. La vitesse

de réglage du moteur d'entraînement 17 est à cet effet con-

trôlée d'une manière connue en soi et adaptée au moyen d'un

amplificateur régulateur de niveau 21. L'amplificateur régula-

teur de niveau 21 reçoit à cet effet son signal de commande par l'intermédiaire du conducteur de commande 22. Le signal de commande du conducteur de commande 22 est fourni par un

régulateur approprié (non représenté).

A l'entrefer de travail 18 est connectée, par l'intermédiai-

re des conducteurs de mesure 10, l'entrée d'un dispositif dé-

tecteur d'arc 23, qui répond sélectivement à des arcs présents

dans l'entrefer de travail 18. Des courts-circuits qui se pro-

duisent avec formation d'arc dans l'entrefer de travail 18

sont indiqués au moyen du détecteur 23 et un signal de comman-

de approprié est alors appliqué sur le conducteur 24.

Le détecteur 23 est un dispositif qui détecte les oscil-

lations électriques haute-fréquence dans l'entrefer de travail 18. Il comprend, à cet effet, un filtre HF qui transmet ces oscillations, dont la fréquence est, par exemple, supérieure

à 5 kHz, à un redresseur monté à la suite. La tension du re-

dresseur est comparée avec une tension de seuil ajustable, et la tension de comparaison résultante, qui apparaît lorsque la tension de signal dépasse la tension de seuil affichée, est

utilisée pour la commutation de la tension de signal du con-

ducteur 24.

Le signal du conducteur 24 branche, par l'intermédiaire d'un commutateur à thyristor 25, une source de courant continu

auxiliaire 26 sur l'entrefer de travail 18. La source de cou-

rant continu auxiliaire 26 engendre un courant continu auxi-

liaire de durée limitée dont la durée d'impulsion est éventuel-

lement ajustable. Le courant continu auxiliaire passe à tra-

vers l'entrefer de travail 18 à l'encontre du sens de passage

du courant de travail normal provenant du réseau 9.

L'installation décrite fonctionne comme suit: dans le cas d'un fonctionnement en régime permanent normal, la tension du réseau 9 est maintenue constante au moyen du régulateur 10, 11, 12, 5, 2. Le moteur d'entraînement 17 est déplacé vers la

surface de la pièce à usiner 14 à une vitesse de réglage cons-

tante de telle manière qu'une largeur d'entrefer de travail constante soit maintenue de façon sensiblement indépendante

de l'enlèvement électrolytique de matière sur la pièce à usi-

ner14. S'il se produit, dans l'entrefer de travail 18, entre

l'électrode d'usinage 16 et la pièce à usiner 14, un court-

circuit avec formation d'arc entre ces deux éléments, alors il apparaît dans l'entrefer de travail 18 des oscillations

électriques haute-fréquence qui sont captées par l'intermé-

diaire des conducteurs de mesure 10 et qui sont redressées au moyen du détecteur 23. Si l'amplitude de ces oscillations HF vient à dépasser une valeur prédéterminée affichable sur le détecteur 23, alors un signal est appliqué au conducteur de signal 24 et la source de courant continu auxiliaire 26 est

connectée à l'entrefer de travail 18. Le courant continu au-

xiliaire correspondant se superpose, si le moteur d'entraîne-

ment 17 continue à fonctionner et si l'alimentation de l'en-

trefer de travail à partir du réseau de courant continu 9 se poursuit, au courant continu de travail et l'arc amorcé est

éteint.

Après la connexion de la source de courant continu auxi-

* liaire 26 à l'entrefer de travail 18 et la décharge de courant résultante, le commutateur 25 est refermé et la source de courant continu auxiliaire 26Mest prête pour une nouvelle mise

en service.

Une tentative d'extinction infructueuse de l'arc présent

dans l'entrefer de travail conduit à une nouvelle mise en ac-

tion de la source de courant continu auxiliaire décalée dans

le temps par rapport à sa première intervention.

Des courts-circuits qui se produisent sans arc sont indi-

qués au moyen d'un détecteur 27. Celui-ci est également con-

necté aux conducteurs de mesure 10 et répond par exemple à des

chutes de tension rapides qui se produisent lors de courts-

circuits "saturés", c'est-à-dire lors d'un contact métallique entre l'électrode d'usinage 16 et la pièce à usiner 14. Le détecteur 27 applique au conducteur de sortie 28 un signal de commande qui est transmis, par l'intermédiaire du conducteur

29, à l'appareil de commande 5 et, par l'intermédiaire du con-

ducteur 30, à l'amplificateur 21. Le signal de conducteur 29 il

bloque le passage de courant à travers le régulateur de cou-

rant triphasé 2 et le signal du conducteur 30 inverse le sens de fonctionnement du moteur d'entraînement 17 de telle sorte que l'entrefer de travail 18 soit élargi. Après élimination de la cause du court-circuit, s'il se produit à nouveau des

courts-circuits sans arc, l'usinage de la pièce 14 est inter-

rompu et le processus de travail reprend après élimination de

la cause de ces courts-circuits.

La disposition peut également être réalisée de telle ma-

nière que, lorsqu'il se produit des courts-circuits sans arc, c'est-àdire lors d'un contact métallique entre la pièce à

usiner et l'électrode d'usinage, un commutateur de court-

circuit 31 soit branché en parallèle avec l'entrefer de tra-

vail 18, commutateur qui évite des endommagements de la pièce à usiner et de l'électrode d'usinage sous l'effet des courants de court-circuit apparaissant par suite du court-circuitage de

l'entrefer de travail. Le commutateur 31 est à cet effet ac-

tionne par le signal de sortie du conducteur 30.

Sur la figure 2, un réseau de courant triphasé 50 est relié, par l'intermédiaire des enroulements primaires en circuit ouvert 51 d'un transformateur de courant triphasé

52, à un circuit en pont convertisseur de courant 53. Le cir-

cuit en pont convertisseur de courant 53 alimente à sa sortie de courant continu une inductance ou une bobine de filtrage

54. Les commutateurs à thyristor 55 du circuit en pont conver-

tisseur de courant 53 sont commandés, par l'intermédiaire de conducteurs de commande 56, à partir d'un appareil de commande 57. La commande s'effectue, soit d'une manière selon-laquelle

le circuit de charge du convertisseur de courant 53 est ali-

menté avec un courant continu d'intensité réglable, ou bien d'une manière selon laquelle, sous l'action d'une commande appropriée à partir de l'appareil de commande 57, le circuit en pont convertisseur de courant 53 est inversé sur un mode de fonctionnement en onduleur et renvoie du courant à partir

de son côté de charge dans le réseau de courant triphasé 50.

Les enroulements secondaires 58 du transformateur de cou-

rant triphasé 52 sont, par exemple, montés en étoile, et ali-

mentent un redresseur en pont 59, qui alimente à son tour un réseau de courant continu 60. La tension du réseau 60 qui est, par exemple, comprise entre 12 et 20 V, est stabilisée au

moyen d'un régulateur (non représenté), qui attaque le dispo-

sitif de commande 57 pour contrôler l'intensité de courant

alternatif appliquée au redresseur 59.

Au réseau 60 est connecté un dispositif d'usinage élec-

trolytique 61, qui sert au montage d'une pièce à usiner métal-

lique 62, telle qu'une aube de turbine et d'une électrode d'

usinage 63 pouvant être appliquée contre la surface de la piè-

ce à usiner. L'électrode d'usinage 63 est déplacée par un mo-

teur d'entraînement 65 qui (comme décrit à propos de la figure 1) est réglé de manière à former un entrefer de travail 64

entre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner 62. L'entre-

fer de travail 64 est rincé avec un électrolyte liquide quiy est introduit sous pression.

La source de courant continu auxiliaire 66, qui peut être connectée à l'entrefer de travail 64 par l'intermédiaire d'un

commutateur à thyristor 67, est constituée par des condensa-

teurs 68, 69 et 70, qui peuvent être branchés en parallèle par l'intermédiaire de commutateurs à thyristor 71, 72 et 73. Le

condensateur 68 peut se décharger, sous le contrôle du commu-

tateur 71, directement à travers l'entrefer de travail 64,

tandis qu'une inductance est montée en série avec le conden-

sateur 69 et tandis qu'une résistance ohmique est montée en série avec le condensateur 70. Les condensateurs 68, 69 et 70 peuvent être chargés au moyen d'un appareil de charge 74 à une tension prédéterminable au moyen d'un régulateur 75. Ce régulateur reçoit à cet effet une valeur mesurée de la tension

continue mesurable sur le réseau 60, au moyen d'un transduc-

teur de mesure 76. Le régulateur 75 affiche, sur l'appareil

de charge 74, une tension alternative telle que les conden-

sateurs 68, 69 et 70 sont chargés chacun à une tension adaptée à celle du réseau 60, à laquelle elle est peut être inférieure, supérieure ou égale. Le régulateur 75 règle à cet effet, dans l'appareil de charge 74, une source de courant alternatif, dont la tension de sortie sert à la charge des condensateurs

par l'intermédiaire de redresseurs associés.

Un dispositif de détection 80 comprend un premier détec-

teur 81, auquel est appliquée la tension continue agissant dans l'entrefer de travail 64. Ce détecteur indique des courts-circuits qui se produisent dans l'entrefer de travail sans formation d'un arc. Il mesure à cet effet, par exemple,

l'allure de cette tension en fonction du temps, sa chute au-

dessous d'un seuil inférieur ou d'autres variations de cette tension dans l'entrefer de travail, qui se produisent en cas de courts-circuits "saturés". Lors de l'apparition de tels courts-circuits, le détecteur 81 applique au conducteur de

signal 82 une tension de signal qui est transmise par l'in-

termédiaire d'une porte OU logique 83, au dispositif de com-

mande 57 et, par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 84,

d'une porte ET logique 85, et d'une porte OU logique 86 mon-

tée à la suite de cette dernière, aux commutateurs à thyris--

tor 67 et 71 en tant que signal d'amorçage. Ces commutateurs

se ferment alors et connectent le condensateur 68 à l'entre-

fer de travail 64. Le signal de sortie du conducteur 82 est

en outre transmis à un dispositif comparateur 87.

Le dispositif comparateur 87 examine l'amplitude du cou-

rant continu et la relation des phases du courant triphasé ap-

pliqué au redresseur 59 à l'instant du court-circuit. Cet examen indique approximativement quelle allure prendra un

courant de court-circuit passant à travers l'entrefer de tra-

vail 64 en cas de court-circuit. Le dispositif comparateur 87

actionne, par l'intermédiaire d'un appareil d'amorçage 88 mon-

té à sa suite, selon le résultat de chaque examen, les commu-

tateurs à thyristor 67 et 71 ainsi que les commutateurs à thyristor 72 et/ou 73. On obtient ainsi, en fonction de la forme et de la durée prévisibles du courant de court-circuit à prévoir à travers l'entrefer de travail 64, des courants

continus auxiliaires qui passent, par l'intermédiaire du com-

mutateur 67 et compensent entièrement, ou tout au moins pra-

tiquement entièrement, le courant de court-circuit.

La référence 89 désigne un second détecteur, dont le si-

gnal de sortie signale un processus de court-circuit se dérou-

lant dans l'entrefer de travail 64 avec formation d'un arc.

Ce signal est transmis, d'une part avec retard, par l'inter-

médiaire d'un dispositif à retard 90 et, d'autre part, sans retard, par l'intermédiaire d'un conducteur de signal 91, à

une porte ET logique 92, dont le signal de sortie est appli-

qué à la porte OU logique 83 et au dispositif comparateur 87.

L'installation décrite fonctionne comme suit: en régime permanent, l'électrode d'usinage 63 (comme décrit plus haut de façon plus détaillée à propos de la figure 1) est plongée dans la pièce à usiner 62 concurremment à l'application d'une tension continue de travail à partir du réseau 60 à l'entre- fer de travail 64. A cet effet, l'électrode d'usinage 63 est

amenée à une vitesse prédéterminée, sous le contrôle d'un ré-

gulateur (non représenté), contre la surface de la pièce à usiner 62. La tension du réseau 60 est maintenue à une valeur constante prédéterminée par l'intermédiaire d'un régulateur

(non représenté).

Lorsqu'il se produit un court-circuit "saturé" entre 1' électrode d'usinage 63 et la pièce à usiner 62, court-circuit qui est dû à l'établissement d'un contact métallique entre ces deux éléments et qui ne s'accompagne pas de la formation d'un arc, le détecteur 81 est actionné et met en service, par

l'intermédiaire du conducteur de signal 82, le dispositif com-

parateur 87 et l'appareil d'amorçage 88. L'appareil d'amorçage actionne, par l'intermédiaire de la porte 86, les commutateurs à thyristor 67 et 71 ainsi que le commutateur à thyristor 72 et/ou le commutateur à thyristor 73. Le mode d'actionnement dépend de l'amplitude et de la relation des phases du courant

alternatif appliqué au redresseur 59 au moment du court-circuit.

En même temps, par l'intermédiaire de la porte 83, le dispositif de commande 57 est actionné et commute le circuit

en pont convertisseur de courant 53 de son mode de fonction-

nement en redresseur à son mode de fonctionnement en onduleur,

de sorte que l'énergie électrique stockée à la sortie du re-

dresseur (et l'énergie magnétique stockée dans la bobine 54) sont ren-

voyées dans le réseau de courant triphasé 50. De la sorte, 1'

alimentation en courant continu du réseau 60 est interrompue.

Le mode d'actionnement de la source de courant continu auxiliaire 66 est déterminé par l'amplitude et la relation

des phases du courant alternatif appliqué au dispositif re-

dresseur 59 à l'instant du court-circuit, c'est-à-dire à 1'

instant de la coupure de l'alimentation en courant continu.

Si l'amplitude et la relation des phases de ce courant alter-

natif sont telles qu'après la coupure de l'alimentation en courant continu, on puisse s'attendre à ce qu'il passe encore pendant un certain laps de temps un flux de courant qui a pour effet, dans l'entrefer de travail, l'apparition d'un courant de court-circuit croissant puis décroissant, alors

les trois condensateurs 68, 69 et 70 sont déchargés conjoin-

tement à travers l'entrefer de travail 64. S'il est prévu- exclusivement une décroissance du courant de court-circuit,

alors seuls, selon le type de cette décroissance, les conden-

sateurs 68 et 69 ou 68 et 70 sont déchargés.

La superposition des courants de décharge produit un cou-

rant total, dont la forme et la durée des impulsions peuvent

être choisies par branchement en parallèle approprié des con-

densateurs.

S'il se produit dans l'entrefer de travail un court-

circuit avec formation d'arc, alors le détecteur 89 qui, par exemple, ici encore, capte des oscillations HF dans l'entrefer de travail, branche, par l'intermédiaire des portes 85 et 86,

le condensateur 68 sur l'entrefer de travail 64. L'arc corres-

pondant est éteint. En outre, l'alimentation de l'entrefer de

travail à partir du réseau de courant continu 60 et le dépla-

cement de l'électrode d'usinage au moyen du moteur d'entraî-

nement 65 reprennent. Si la tentative d'extinction est infruc-

tueuse, alors le dispositif de commande 57 est actionné par l'intermédiaire de la porte ET logique 92, comme dans le cas d'un courtcircuit "saturé", et le processus de travail est

interrompu, concurremment à une décharge de la source de cou-

rant auxiliaire 66 à travers l'entrefer de travail 64 par excitation de cette source à partir du dispositif comparateur 87. Il est possible dans le cadre de l'invention d'agencer des installations d'usinage électrolytique du type décrit d' une manière selon laquelle (comme représenté par exemple sur la figure 2) une source de courant continu auxiliaire 66 est montée en parallèle avec l'entrefer de travail 64, source qui,

par l'intermédiaire d'un dispositif de détection 80, sans te-

nir compte d'aucune différenciation entre des courts-circuits qui forment un arc et des courts-circuits qui n'en forment pas branche, en cas de court-circuit, la source de courant continu auxiliaire 66 en parallèle avec l'entrefer de travail

64 et interrompent l'alimentation en courant continu par l'in-

termédiaire du réseau 60. Le moteur de réglage 65 est alors

ramené à une position de court-circuit de la manière usuelle.

Le procédé suivant l'invention trouve son application

dans l'usinage électrolytique de pièces métalliques par plon-

gée d'une électrode d'usinage dans la pièce. Il peut être utilisé partout o l'on peut s'attendre à des courts-circuits fréquents entre ces deux éléments, ainsi qu'à des imprécisions

de travail et à des endommagements.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'usinage électrochimique d'une pièce métal-

lique par plongée électrolytique d'une électrode d'usinage dans la pièce à usiner concurremment à l'application d'une tension continue à partir d'une source de courant continu à

un entrefer de travail délimité par la pièce à usiner et l'é-

lectrode d'usinage et rempli d'un électrolyte liquide, procé-

dé dans lequel l'électrode d'usinage est appliquée au moyen d'un moteur d'entraînement contre la surface de la pièce à

usiner à partir de laquelle de la matière est enlevée élec-

trolytiquement sous l'influence d'un courant continu de tra-

vail, et dans lequel le courant continu de travail, en cas de courtcircuit électrique entre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner, court-circuit qui est décelé au moyen d'un

dispositif de détection, est ajusté dans le sens d'une réduc-

tion au minimum des endommagements dûs au court-circuit dans l'entrefer de travail, ledit procédé étant caractérisé en ce que, lorsqu'il se produit des courts-circuits avec formation d'un arc entre l'électrode d'usinage et la pièce à usiner, l'électrode d'usinage est continuellement déplacée au moyen de son moteur d'entraînement en direction de la surface de la

pièce à usiner, l'entrefer de travail est continuellement ali-

menté avec le courant continu de travail et une source de courant auxiliaire est connectée à l'entrefer de travail, source qui fait passer à travers l'entrefer de travail, à 1' encontre du sens de passage du courant continu de travail, un

courant continu auxiliaire de durée limitée.

2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel, lors de l'apparition de courts-circuits qui ne forment pas d'arc, d'alimentation en courant continu de l'entrefer de travail à partir de la source de courant continu est interrompue et 1'

électrode d'usinage est déplacée au moyen de son moteur d'en-

traînement, concurremment à l'agrandissement de l'entrefer de

travail, par inversion du sens d'avance du mécanisme d'entrai-

nement de l'électrode, et dans lequel, après la coupure de l'alimentation en courant continu de l'entrefer de travail, un courant de court-circuit limité temporellement passe à travers l'entrefer de travail, ledit procédé étant caractérisé en ce que, en cas de court-circuit sans arc, une source de courant continu auxiliaire est connectée à l'entrefer detravail, source qui fait passer à travers l'entrefer de travail, à 1' encontre du sens de passage du courant continu de travail, un courant continu auxiliaire de durée limitée pour compenser en totalité, ou tout au moins en partie, le courant de court- circuit.

3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé sui-

vant la revendication 1, constituée par un dispositif d'usi-

nage électrolytique, comportant une pièce à usiner, une élec-

trode d'usinage applicable contre la pièce à usiner au moyen d'un moteur d'entraînement, une source de courant continu

connectée à l'entrefer formé par la pièce à usiner et l'élec-

trode d'usinage et rempli d'un électrolyte liquide, une source de courant auxiliaire qui peut être connectée à l'entrefer de travail pour engendrer un courant continu auxiliaire de durée limitée, et un détecteur pour déceler des courts-circuits

dans l'entrefer de travail, installation dans laquelle le si-

gnal de sortie du détecteur met en circuit la source de cou-

rant continu auxiliaire, ladite installation étant caractéri-

sée en ce que le détecteur (23,89) est agencé de manière à être sélectivement sensible à des processus de court-circuit

se déroulant avec formation d'arc.

4. Installation suivant la revendication 3 pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'en plus du détecteur (23, 89) sélectivement sensible à des processus de courtcircuit se déroulant avec formation d'arc, il est prévu un second détecteur (27, 81) qui répond sélectivement à des processus de courtcircuit se déroulant

sans formation d'arc, et en ce que le signal de sortie du se-

cond détecteur sert à couper la source de courant continu (7,

59) et à inverser le sens de fonctionnement du moteur d'en-

traînement (17, 65).

5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le signal de sortie du premier détecteur (89) sert à mettre en service une source de courant continu auxiliaire (66) pouvant être branchée en parallèle avec l'entrefer de

travail, source qui fait passer à travers l'entrefer de tra-

vail (64) un courant continu auxiliaire de durée limitée à 1'

encontre du sens de passage du courant continu de travail.

6. Installation suivant l'une quelconque des revendica-

tions 3 à 5, caractérisée en ce que l'intensité et/ou la du-

rée du courant continu auxiliaire sont ajustables automatique-

ment au moyen d'un dispositif de commande (87, 88).

7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la source de courant auxiliaire (66) est constituée par plusieurs condensateurs (68, 69, 70) pouvant être banchés en parallèle par l'intermédiaire de commutateurs (71, 72, 73), condensateurs qui peuvent être chargés au moyen d'un appareil

de charge (74).

8. Installation d'usinage électrolytique comportant une électrode d'usinage qui peut être amenée contre la pièce à usiner au moyen d'un moteur de réglage, un entrefer de travail délimité par l'électrode d'usinage et la pièce à usiner, une source de courant continu qui peut être connectée à l'entrefer de travail, un dispositif de détection qui peut être également

connecté à l'entrefer de travail pour déceler des courts-

circuits et des moyens de commutation qui peuvent être action-

nés par le dispositif de détection pour mettre en service la

source de courant continu et le moteur de réglage, installa-

tion dans laquelle il est prévu, en parallèle avec l'entrefer de travail, un unique circuit de décharge contenant des moyens

de commutation qui, en cas de court-circuit, ferment le cir-

cuit de décharge par l'intermédiaire du dispositif de détec-

tion, ladite installation étant caractérisée en ce que le circuit de décharge contient une source de courant continu

auxiliaire qui engendre un courant continu pulsatoire de du-

rée limitée.